CN105424299B - 一种密封性检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种密封性检测装置。本发明由检测机构和控制系统两部分组成。本发明采用“压降法”检测原理，将被检测铁匣置于可开启的密封箱内，然后关闭密封箱，对夹层空间抽真空，与铁匣内腔形成压力差，通过测量规定时间内夹层空间压力变化值来衡量铁匣密封性。通过增设与夹层空间近似体积的对比罐，将检测过程分为两个步骤，第一步让对比罐与夹层空间形成压力平衡，用平衡后的压力值来判断是否存在大流量泄漏情况，第二步再用“压降法”检测小漏情况。本发明提供的密封性检测装置用在枪弹自动包装生产线上，可实现铁匣密封性在线无损检测，通过更换模具可实现国标铁匣和美标铁匣的密封性检测。
Description
技术领域
本发明属于枪弹自动化包装领域，具体涉及一种密封性检测装置。
背景技术
传统枪弹包装铁匣密封性检测采用“湿式法”检测，铁匣需浸水、开检测孔，不利于实现自动化生产，且存在残留水渍易生锈、二次热锡封口密封不严等隐患。
发明内容
为解决上述枪弹包装铁匣密封性检测过程中存在的铁匣需浸水、开检测孔，不利于实现自动化生产，铁匣残留水渍易生锈、二次热锡封口密封不严等问题，实现铁匣密封性在线无损检测，本发明提供一种密封性检测装置。
本发明的铁匣密封性检测装置，其密封检测原理是：
采用 “压降法”检测原理，将被检测铁匣置于可开启的密封箱内，然后关闭密封箱，对夹层空间抽真空，与铁匣内腔形成压力差，通过测量规定时间内夹层空间压力变化值来衡量产品包装密封性。针对此种检测方法可能存在大流量泄露无法准确检出的缺陷，通过增设与夹层空间近似体积的对比罐，将检测过程分为两个步骤，第一步让对比罐与夹层空间形成压力平衡，用平衡后的压力值来判断是否存在大流量泄漏情况，第二步再用“压降法”检测小漏情况。
本发明的铁匣密封性检测装置，包括：检测机构和控制系统。
所述的检测机构包括：真空泵、贮气罐、对比罐、密封箱、第一真空截止阀、第二真空截止阀、第一真空传感器、第二真空传感器、第三真空传感器、上下气缸、定位气缸、机架。
所述的密封箱包括：密封箱底座、密封箱上盖。
所述的检测机构连接关系是：
真空泵的出气口通过气管连接贮气罐的进气口。
贮气罐的出气口通过气管连接对比罐的进气口，贮气罐和对比罐之间有第一真空截止阀，第一真空截止阀为两位三通阀，第一真空截止阀处于接通位时，贮气罐和对比罐之间的气路连通，第一真空截止阀处于断开位时，贮气罐和对比罐之间的气路不连通。
对比罐的出气口通过气管连接密封箱的进气口，对比罐和密封箱之间有第二真空截止阀，第二真空截止阀为三位五通阀，第二真空截止阀处于接通位时，对比罐和密封箱之间的气路连通，第二真空截止阀处于保持位时，对比罐和密封箱之间的气路不连通，第二真空截止阀处于断开位时，密封箱通大气。
第一真空传感器通过气管连接贮气罐。
第二真空传感器通过气管连接对比罐。
第三真空传感器通过气管连接密封箱。
密封箱底座安装在机架上；定位气缸安装在密封箱上盖的下端；上下气缸缩回时带动密封箱上盖上升，密封箱为打开状态；上下气缸伸出时带动密封箱上盖下降，密封箱为关闭状态；密封箱为关闭状态时，定位气缸动作，可将密封箱底座和密封箱上盖锁紧。
本发明提供的铁匣密封性检测装置，所述的控制系统包括：CPU模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、总线终端模块、交流接触器、中间继电器。
所述的控制系统连接关系是：
CPU模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、总线终端模块并排安装，通过总线进行连接。
CPU模块的模块供电端口连接直流电源24VDC，CPU模块的总线供电端口连接直流电源24VDC。
第一真空截止阀与数字量输出模块的数字量输出点1（变量DO0）相连，通过设置变量DO0控制第一真空截止阀的接通/断开。
第二真空截止阀与数字量输出模块的数字量输出点2、3（变量DO1、DO2）相连，通过设置变量DO1、DO2控制第二真空截止阀的接通/保持/断开。
上下气缸与数字量输出模块的数字量输出点4（变量DO3）相连，通过设置变量DO3控制上下气缸的伸出/缩回。
定位气缸与数字量输出模块的数字量输出点5（变量DO4）相连，通过设置变量DO4控制定位气缸的锁紧/打开。
第一真空传感器与模拟量输入模块的模拟量输入点1(变量AI0)相连，检测贮气罐内的真空度。
第二真空传感器与模拟量输入模块的模拟量输入点3(变量AI1)相连，检测对比罐内的真空度。
第三真空传感器与模拟量输入模块的模拟量输入点5(变量AI2)相连，检测密封箱内的真空度。
交流接触器的电源输入端口连接交流电源380VAC，交流接触器的输出端口连接真空泵，交流接触器的线圈连接中间继电器的常开触点，中间继电器的线圈连接数字量输出模块的数字量输出点6（变量DO5）；通过设置变量DO5控制中间继电器常开触点的吸合/断开，从而控制交流接触器主触点的吸合/断开，达到控制真空泵启停的目的。
本发明提供的铁匣密封性检测装置，其密封检测方法是：
初始状态：上下气缸缩回状态，定位气缸打开状态，密封箱打开状态，第一真空截止阀断开状态，第二真空截止阀保持状态，真空泵停止状态。
密封检测过程中，贮气罐内真空度较低时，即第一真空传感器的检测值（为负数）大于设定值上限时，真空泵启动；贮气罐内真空度较高时，即第一真空传感器检测值（为负数）小于设定值下限时，真空泵停止。
密封检测步骤是：
第一步：将铁匣放入密封箱内。
第二步：上下气缸伸出，带动密封箱上盖下降。
第三步：定位气缸锁紧，使密封箱关闭。
第四步：第一真空截止阀接通，使贮气罐和对比罐连通。
第五步：当对比罐内真空度到设定范围时，即第二真空传感器的检测值到设定范围时，第一真空截止阀断开，使贮气罐和对比罐不连通。
第六步：第二真空截止阀接通，使对比罐和密封箱连通。
第七步：待对比罐和密封箱内真空度平衡后，若密封箱内真空度较低，即第三真空传感器的检测值（为负数）大于设定值，则判定所检铁匣为大漏、不合格，若密封箱内真空度较高，即第三真空传感器的检测值（为负数）小于设定值，则判定所检铁匣为小漏或不漏；所检铁匣为大漏时，到第十三步；所检铁匣为小漏或不漏时，到第八步。
第八步：第一真空截止阀接通，使贮气罐、对比罐和密封箱连通。
第九步：当密封箱内真空度到设定范围时，即第三真空传感器的检测值到设定范围时，第一真空截止阀断开、第二真空截止阀保持，使贮气罐、对比罐和密封箱互不连通。
第十步：取第三真空传感器的检测值作为保压前的检测值。
第十一步：延时保压后，再取第三真空传感器的检测值作为保压后的检测值。
第十二步：用保压后的第三真空传感器的检测值减去保压前的检测值，若检测值差值（为正数）大于设定值，则判定为小漏、不合格，若检测值差值（为正数）小于设定值，则判定为不漏、合格。
第十三步：第二真空截止阀断开，使密封箱通大气，同时，将定位气缸打开。
第十四步：待密封箱内真空度极低时，即第三真空传感器的检测值接近0时，上下气缸缩回，带动密封箱上盖上升，密封箱打开。
第十五步：从密封箱取出铁匣，检测结束。
本发明提供的铁匣密封性检测装置，解决了铁匣密封性检测过程中存在的铁匣需浸水、开检测孔，不利于实现自动化生产，铁匣残留水渍易生锈、二次热锡封口密封不严等问题，实现了铁匣密封性在线无损检测。通过更换模具可实现国标铁匣和美标铁匣的密封性检测。
附图说明
图1是本发明的铁匣密封性检测装置的机械结构图；
图2是本发明的铁匣密封性检测装置的气路连接示意图；
图3是本发明的铁匣密封性检测装置的控制系统原理示意图；
图4是本发明的铁匣密封性检测装置的工作流程图；
图中：1.真空泵 2. 贮气罐 3. 对比罐 4. 密封箱 5. 第一真空截止阀 6. 第二真空截止阀 7. 第一真空传感器 8. 第二真空传感器 9. 第三真空传感器 10. 上下气缸11. 定位气缸 12. 机架 13. 密封箱底座 14. 密封箱上盖 15. CPU模块 16. 数字量输出模块 17. 模拟量输入模块 18. 总线终端模块 19. 交流接触器 20. 中间继电器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明的铁匣密封性检测装置，包括：检测机构和控制系统。
所述的检测机构包括：真空泵1、贮气罐2、对比罐3、密封箱4、第一真空截止阀5、第二真空截止阀6、第一真空传感器7、第二真空传感器8、第三真空传感器9、上下气缸10、定位气缸11、机架12。
所述的密封箱4包括：密封箱底座13、密封箱上盖14。
所述的检测机构连接关系是：
真空泵1的出气口通过气管连接贮气罐2的进气口。
贮气罐2的出气口通过气管连接对比罐3的进气口，贮气罐2和对比罐3之间有第一真空截止阀5，第一真空截止阀5为两位三通阀，第一真空截止阀5处于接通位时，贮气罐2和对比罐3之间的气路连通，第一真空截止阀5处于断开位时，贮气罐2和对比罐3之间的气路不连通。
对比罐3的出气口通过气管连接密封箱4的进气口，对比罐3和密封箱4之间有第二真空截止阀6，第二真空截止阀6为三位五通阀，第二真空截止阀6处于接通位时，对比罐3和密封箱4之间的气路连通，第二真空截止阀6处于保持位时，对比罐3和密封箱4之间的气路不连通，第二真空截止阀6处于断开位时，密封箱4通大气。
第一真空传感器7通过气管连接贮气罐2。
第二真空传感器8通过气管连接对比罐3。
第三真空传感器9通过气管连接密封箱4。
密封箱底座13安装在机架12上；定位气缸11安装在密封箱上盖14的下端；上下气缸10缩回时带动密封箱上盖14上升，密封箱4为打开状态；上下气缸10伸出时带动密封箱上盖14下降，密封箱4为关闭状态；密封箱4为关闭状态时，定位气缸11动作，可将密封箱底座13和密封箱上盖14锁紧。
本发明的铁匣密封性检测装置，所述的控制系统包括：CPU模块15、数字量输出模块16、模拟量输入模块17、总线终端模块18、交流接触器19、中间继电器20。
所述的控制系统连接关系是：
CPU模块15、数字量输出模块16、模拟量输入模块17、总线终端模块18并排安装，通过总线进行连接。
CPU模块15的模块供电端口连接直流电源24VDC，CPU模块15的总线供电端口连接直流电源24VDC。
第一真空截止阀5与数字量输出模块16的数字量输出点1（变量DO0）相连，通过设置变量DO0控制第一真空截止阀5的接通/断开。
第二真空截止阀6与数字量输出模块16的数字量输出点2、3（变量DO1、DO2）相连，通过设置变量DO1、DO2控制第二真空截止阀6的接通/保持/断开。
上下气缸10与数字量输出模块16的数字量输出点4（变量DO3）相连，通过设置变量DO3控制上下气缸10的伸出/缩回。
定位气缸11与数字量输出模块16的数字量输出点5（变量DO4）相连，通过设置变量DO4控制定位气缸11的锁紧/打开。
第一真空传感器7与模拟量输入模块17的模拟量输入点1(变量AI0)相连，检测贮气罐2内的真空度。
第二真空传感器8与模拟量输入模块17的模拟量输入点3(变量AI1)相连，检测对比罐3内的真空度。
第三真空传感器9与模拟量输入模块17的模拟量输入点5(变量AI2)相连，检测密封箱4内的真空度。
交流接触器19的电源输入端口连接交流电源380VAC，交流接触器19的输出端口连接真空泵1，交流接触器19的线圈连接中间继电器20的常开触点，中间继电器20的线圈连接数字量输出模块16的数字量输出点6（变量DO5）；通过设置变量DO5控制中间继电器20常开触点的吸合/断开，从而控制交流接触器19主触点的吸合/断开，达到控制真空泵1启停的目的。
CPU模块15选用德国倍福公司生产的型号为CX8090的嵌入式PC。
数字量输出模块16选用德国倍福公司生产的型号为KL2408的扩展模块。
模拟量输入模块17选用德国倍福公司生产的型号为KL3464的扩展模块。
总线终端模块18选用德国倍福公司生产的型号为KL9010的扩展模块。
交流接触器19选用施耐德公司生产的LC1-D09BDC。
中间继电器20选用欧姆龙公司生产的MY2N-J。
第一真空传感器7、第二真空传感器8、第三真空传感器9都选用德国FESTO公司生产的型号为SPTE-V1R-Q4-V-2.5K的压力传感器。
本发明的铁匣密封性检测装置，其工作过程描述如下：
初始状态：上下气缸10缩回状态，定位气缸11打开状态，密封箱4打开状态，第一真空截止阀5断开状态，第二真空截止阀6保持状态，真空泵1停止状态。
密封检测过程中，贮气罐2内真空度较低时，即第一真空传感器7的检测值（为负数）大于设定值上限时，真空泵1启动；贮气罐2内真空度较高时，即第一真空传感器7检测值（为负数）小于设定值下限时，真空泵1停止。
密封检测步骤是：
第一步：将铁匣放入密封箱4内。
第二步：上下气缸10伸出，带动密封箱上盖14下降。
第三步：定位气缸11锁紧，使密封箱4关闭。
第四步：第一真空截止阀5接通，使贮气罐2和对比罐3连通。
第五步：当对比罐3内真空度到设定范围时，即第二真空传感器8的检测值到设定范围时，第一真空截止阀5断开，使贮气罐2和对比罐3不连通。
第六步：第二真空截止阀6接通，使对比罐3和密封箱4连通。
第七步：待对比罐3和密封箱4内真空度平衡后，若密封箱4内真空度较低，即第三真空传感器9的检测值（为负数）大于设定值，则判定所检铁匣为大漏、不合格，若密封箱4内真空度较高，即第三真空传感器9的检测值（为负数）小于设定值，则判定所检铁匣为小漏或不漏；所检铁匣为大漏时，到第十三步；所检铁匣为小漏或不漏时，到第八步。
第八步：第一真空截止阀5接通，使贮气罐2、对比罐3和密封箱4连通。
第九步：当密封箱4内真空度到设定范围时，即第三真空传感器9的检测值到设定范围时，第一真空截止阀5断开、第二真空截止阀6保持，使贮气罐2、对比罐3和密封箱4互不连通。
第十步：取第三真空传感器9的检测值作为保压前的检测值。
第十一步：延时保压后，再取第三真空传感器9的检测值作为保压后的检测值。
第十二步：用保压后的第三真空传感器9的检测值减去保压前的检测值，若检测值差值为正数大于设定值，则判定为小漏、不合格，若检测值差值为正数小于设定值，则判定为不漏、合格。
第十三步：第二真空截止阀6断开，使密封箱4通大气，同时，将定位气缸11打开。
第十四步：待密封箱4内真空度极低时，即第三真空传感器9的检测值接近0时，上下气缸10缩回，带动密封箱上盖14上升，密封箱4打开。
第十五步：从密封箱4取出铁匣，检测结束。
本发明提供的铁匣密封性检测装置在枪弹自动包装线上进行实施，通过更换密封箱上盖等相关模具，可对国标铁匣和美标铁匣进行密封性检测。
Claims (1)
1.一种密封性检测装置，其特征在于：
所述的密封性检测装置，包括：检测机构和控制系统；
所述的检测机构包括：真空泵（1），贮气罐（2），对比罐（3），密封箱（4），第一真空截止阀（5），第二真空截止阀（6），第一真空传感器（7），第二真空传感器（8），第三真空传感器（9），上下气缸（10），定位气缸（11），机架（12）；
所述的密封箱（4）包括：密封箱底座（13），密封箱上盖（14）；
所述的检测机构连接关系是：
真空泵（1）的出气口通过气管连接贮气罐（2）的进气口；
贮气罐（2）的出气口通过气管连接对比罐（3）的进气口，贮气罐（2）和对比罐（3）之间有第一真空截止阀（5），第一真空截止阀（5）为两位三通阀，第一真空截止阀（5）处于接通位时，贮气罐（2）和对比罐（3）之间的气路连通，第一真空截止阀（5）处于断开位时，贮气罐（2）和对比罐（3）之间的气路不连通；
对比罐（3）的出气口通过气管连接密封箱（4）的进气口，对比罐（3）和密封箱（4）之间有第二真空截止阀（6），第二真空截止阀（6）为三位五通阀，第二真空截止阀（6）处于接通位时，对比罐（3）和密封箱（4）之间的气路连通，第二真空截止阀（6）处于保持位时，对比罐（3）和密封箱（4）之间的气路不连通，第二真空截止阀（6）处于断开位时，密封箱（4）通大气；
第一真空传感器（7）通过气管连接贮气罐（2）；
第二真空传感器（8）通过气管连接对比罐（3）；
第三真空传感器（9）通过气管连接密封箱（4）；
密封箱底座（13）安装在机架（12）上；定位气缸（11）安装在密封箱上盖（14）的下端；上下气缸（10）缩回时带动密封箱上盖（14）上升，密封箱（4）为打开状态；上下气缸（10）伸出时带动密封箱上盖（14）下降，密封箱（4）为关闭状态；密封箱（4）为关闭状态时，定位气缸（11）动作，可将密封箱底座（13）和密封箱上盖（14）锁紧；
所述的控制系统包括：CPU模块（15），数字量输出模块（16），模拟量输入模块（17），总线终端模块（18），交流接触器（19），中间继电器（20）；
所述的控制系统连接关系是：
CPU模块（15），数字量输出模块（16），模拟量输入模块（17），总线终端模块（18）并排安装，通过总线进行连接；
CPU模块（15）的模块供电端口连接直流电源24VDC，CPU模块（15）的总线供电端口连接直流电源24VDC；
第一真空截止阀（5）与数字量输出模块（16）的数字量输出点1的变量DO0相连，通过设置变量DO0控制第一真空截止阀（5）的接通/断开；
第二真空截止阀（6）与数字量输出模块（16）的数字量输出点2、3的变量DO1、DO2相连，通过设置变量DO1、DO2控制第二真空截止阀（6）的接通/保持/断开；
上下气缸（10）与数字量输出模块（16）的数字量输出点4的变量DO3相连，通过设置变量DO3控制上下气缸（10）的伸出/缩回；
定位气缸（11）与数字量输出模块（16）的数字量输出点5的变量DO4相连，通过设置变量DO4控制定位气缸（11）的锁紧/打开；
第一真空传感器（7）与模拟量输入模块（17）的模拟量输入点1的变量AI0相连，检测贮气罐（2）内的真空度；
第二真空传感器（8）与模拟量输入模块（17）的模拟量输入点3的变量AI1相连，检测对比罐（3）内的真空度；
第三真空传感器（9）与模拟量输入模块（17）的模拟量输入点5的变量AI2相连，检测密封箱（4）内的真空度；
交流接触器（19）的电源输入端口连接交流电源380VAC，交流接触器（19）的输出端口连接真空泵（1），交流接触器（19）的线圈连接中间继电器（20）的常开触点，中间继电器（20）的线圈连接数字量输出模块（16）的数字量输出点6的变量DO5；通过设置变量DO5控制中间继电器（20）常开触点的吸合/断开，从而控制交流接触器（19）主触点的吸合/断开，达到控制真空泵（1）启停的目的。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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